Même les geckos ne peuvent pas coller au téflon (et à d'autres faits glissants)

L'une des nombreuses inventions étonnantes qui ont vu le jour par accident.

Par Sara Chodosh | Publié le 6 avril 2018 à 16 h 00 HAE

Roy Plunkett ne ressemble pas à un homme destiné à la grandeur. Et d'une certaine manière, il ne l'était pas. Plunkett nous a donné la merveille technologique qu'est le téflon, mais il l'a fait accidentellement.

En tant qu'ingénieur chez DuPont, Plunkett a été chargé de fabriquer un nouveau réfrigérant. Ses expériences avec le gaz tétrafluoroéthylène ont rencontré un petit problème lorsque le gaz sous pression s'est transformé en un matériau plastique à l'intérieur de la bouteille. Oops. La substance solidifiée n'était pas bonne comme réfrigérant, mais quand Plunkett a ouvert la cartouche, il s'est rendu compte de quelque chose : ce truc était super glissant. Et les trucs glissants sont utiles.

Ainsi commença la saga Téflon. Cette semaine marque les 80 ans depuis que Plunkett a fait son heureuse découverte, alors prenons tous un moment et apprécions à quel point le téflon est une chose merveilleuse. Pour commencer, il y a cette délicieuse vidéo d'un gecko essayant et échouant à escalader les parois d'une poêle antiadhésive :

Les geckos sont capables de coller à presque tout parce que leurs pieds profitent des forces de van der Waals, qui sont les minuscules forces d'attraction entre les atomes et les molécules. Les forces de Van der Waals sont à peu près partout, et donc les geckos peuvent coller à peu près partout. Mais pas au Teflon (autrement connu sous le nom de polytétrafluoroéthylène ou PTFE - "Teflon" est le nom de marque du PTFE produit par DuPont). Le téflon ne reçoit pas ces forces en raison de sa structure chimique. Ouais, on va s'énerver ici pendant une seconde.

Le téflon est essentiellement composé de longs brins d'atomes de carbone recouverts de molécules de fluor, un peu comme un fil avec une couche protectrice à l'extérieur. Le fluor est un élément extrêmement électronégatif, ce qui signifie qu'il attire et retient fortement les électrons. Lorsqu'ils sont liés au carbone, cela signifie que certains des électrons entourant l'atome de carbone sont attirés vers les fluors environnants. En fait, ils sont attirés si fortement qu'ils restent à peu près près des fluors, créant une forte charge négative tout le long de l'extérieur de la molécule. Les forces de Van der Waals dépendent de la capacité d'induire une extrémité positive et négative d'une molécule ou d'un atome, mais la couche de fluor dans le téflon a juste cette charge négative permanente. Les électrons restent au même endroit.

La structure chimique est aussi la raison pour laquelle il est si non réactif. Le carbone réagit normalement avec à peu près tout, mais lorsqu'il est enfermé dans des molécules de fluor, il ne peut accéder physiquement à aucun autre atome pour réagir.

Tout cela signifie que les pieds de gecko ne peuvent pas saisir physiquement le téflon, tout comme l'eau et l'huile ne peuvent pas adhérer au revêtement. Les molécules polaires et non polaires ne peuvent pas s'attacher s'il y a juste cette charge négative uniforme sur toute la surface.

Incidemment, les fourmis ne peuvent pas non plus grimper sur le téflon, ce qui le rend très utile pour les chercheurs qui les étudient. Vaporisez simplement du Téflon sur les bords de l'habitat des fourmis et vous pouvez laisser la boîte ouverte toute la journée - elles ne pourront jamais s'échapper.

Et l'incroyable inertie du Téflon le rend utile à bien d'autres égards. Le projet Manhattan en a profité pour sceller des joints avec afin de contenir l'uranium avec lequel ils travaillaient. Telfon est non réactif, résistant à la corrosion et à très faible friction. Enduisez-y un tuyau et vous pourrez pomper n'importe quel gaz, même le gaz fluoré super réactif, sans craindre une réaction croisée. Les liquides glissent de part en part, même les plus corrosifs.

Parce qu'il est hydrophobe, vous pouvez également vaporiser du Téflon sur les vêtements qui doivent résister à de nombreux déversements et résister aux taches. Certaines entreprises d'uniformes scolaires l'utilisent pour cette raison. Faites une fine feuille de téflon, étirez-la un peu pour former de minuscules pores, et vous avez une couche légère et respirante pour une veste imperméable, autrement connue sous le nom de Gore-Tex.

Powderize Teflon et vous pouvez le vaporiser sur n'importe quoi comme lubrifiant. Le wiki du Rubik's cube speed-solver recommande plusieurs sprays à base de PTFE que vous pouvez utiliser pour "lubrifier votre cube" pour une torsion plus rapide.

Les dentistes enduisent leurs outils de téflon afin qu'ils ne collent pas aux matériaux d'obturation, et l'utilisent parfois pour couvrir les dents environnantes de peur qu'elles ne soient couvertes de boue de remplissage.

Certaines fixations de ski - les pièces qui fixent vos chaussures à vos skis - ont un revêtement en téflon pour que les chaussures glissent facilement lorsqu'elles sont relâchées. C'est même dans certains vernis à ongles pour lui donner une belle finition lisse et uniforme.

À peu près partout où vous souhaitez éliminer les frottements, vous pouvez trouver du téflon. Il peut lubrifier n'importe quelle machine, aligner n'importe quel tuyau et sceller n'importe quel joint. C'est à peu près aussi proche de la magie que possible.

Et, contrairement à la croyance populaire, cela ne vous donne pas le cancer. Il existe une certaine classe de molécules, appelées acides perfluorooctanoïques (APFO), qui étaient autrefois impliquées dans la production de téflon et qui pourraient être cancérigènes. Mais des études ont révélé qu'il n'y avait que de minuscules quantités d'APFO dans les poêles antiadhésives elles-mêmes, loin de la quantité démontrée comme causant le cancer chez les rats. Les PFOA sont cependant un danger pour l'environnement, c'est pourquoi l'Environmental Protection Agency les réglemente désormais. Vous n'avez tout simplement pas à vous soucier de votre poêle antiadhésive à moins qu'elle ne commence à s'écailler. Les flocons ne vous tueront pas, mais il est généralement déconseillé de manger des morceaux de téflon. Le coût d'une nouvelle casserole en vaudra la peine.

Alors n'hésitez plus et faites cuire votre bâtonnet d'œuf sans souci. Le téflon est une belle chose.

Sara Chodosh a été rédactrice chez Popular Science pendant plus de 5 ans, où elle a gravi les échelons d'assistante éditoriale à rédactrice scientifique associée. À cette époque, elle a lentement repris la direction de la section Charted du magazine imprimé aujourd'hui disparu. Son amour du graphisme l'a finalement amenée à son poste actuel de rédactrice graphique au New York Times. Contactez l'auteur ici.